自产表面活性剂正己烷降解菌的筛选、优化及降解性能研究

论文摘要

随着经济的发展,大气污染物的排放引起了严重的环境问题,生物反应器在处理大气量、低浓度挥发性有机污染物等领域具有广阔的市场前景。但生物反应器对难降解的疏水挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）的处理效果不佳。在生物过滤器中添加表面活性剂可以增强疏水性VOC的去除,但会显著增加处理成本。本文旨在通过从石油污染土壤中筛选出可以利用疏水性VOC,自产表面活性剂的菌株,进而强化菌株对疏水性VOC的降解性能,为生物反应器在VOCs控制中的进一步应用提供理论支持。本文基于血平板、蓝色凝胶平板和正己烷作为唯一碳源的平板,筛选出了可降解正己烷并同时生产生物表面活性剂的菌株,通过16SrDNA测序,鉴定为地衣芽孢杆菌,命名为Bacillu kicheniformis NEE1。对菌株产生物表面活性剂和正己烷降解特性的研究发现,菌株代谢产生的生物表面活性剂的量与正己烷的初始浓度（132-2640 mg/L）有关,同时,由菌株产生的生物表面活性剂促进了正己烷的去除。在低,中和高正己烷浓度下,菌株的生长、表面张力的下降和正己烷的去除分别具有不同的趋势:在中低浓度（3.27-327mg/L）的正己烷条件下,B.licheniformisNEE1生长最快;高浓度正己烷条件下（2640 mg/L）,培养液表面张力下降最明显;50μL（132 mg/L）组和200 μL（528 mg/L）组的正己烷五天去除率明显高于其他组。在正己烷初始浓度为132 mg/L时,正己烷两天去除率达到60%以上。与其他已报道的正己烷降解菌株相比,B.licheniformis NEE1可用于高浓度的正己烷的降解。通过单因子实验,探讨了pH、温度、氮源对正己烷降解菌B.licheniformis NEE1降解正己烷的影响。结果表明该菌株适宜在中性偏碱性、硫酸铵为氮源、温度为25-30℃的条件下生长。此外,通过对菌株底物利用的研究发现,菌株底物利用广谱性较好,可利用多种疏水性VOCs、非挥发性烷烃和亲水性VOC类的丙酮,但不能利用多环芳烃菲和芘。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 挥发性有机化合物污染及处理概述
•     1.1.1 VOCs污染现状及危害
•     1.1.2 VOCs常规处理技术
•     1.1.3 VOCs生物处理技术及存在的问题
•     1.1.4 正己烷的性质、应用及危害
•   1.2 生物法处理疏水性VOCs
•     1.2.1 高效降解菌株的应用
•     1.2.2 生物反应器的创新
•     1.2.3 亲水化合物的应用
•     1.2.4 表面活性剂的应用
•   1.3 产表面活性剂的菌群筛选与优化
•     1.3.1 产表面活性剂菌的筛选方法
•     1.3.2 生物表面活性剂产生条件的优选
•   1.4 产生物表面活性剂的菌种应用于生物滴滤器以降解疏水性VOCs的机理研究
•     1.4.1 生物法降解VOCs的机理
•     1.4.2 生物表面活性剂强化生物法去除疏水性VOCs的过程动力学
•     1.4.3 生物表面活性剂强化生物降解作用的机制
•     1.4.4 生物滴滤器内微环境的研究
•   1.5 主要研究内容
•     1.5.1 研究目标
•     1.5.2 研究内容
• 第2章 产生物表面活性剂的正己烷降解菌的筛选与鉴定
•   2.1 实验材料与仪器
•     2.1.1 主要材料
•     2.1.2 主要仪器
•     2.1.3 培养基配制
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 产表面活性剂菌的筛选
•     2.2.2 正己烷降解菌的筛选
•     2.2.3 自产表面活性剂的正己烷降解菌的筛选
•     2.2.4 菌种的鉴定
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 菌株的筛选
•     2.3.2 菌株的菌落、个体形态及生理生化特征
•     2.3.3 菌种鉴定
•   2.4 本章小结
• 第3章 Bacillus licheniformis NEE1的产表面活性剂及正己烷降解性能研究
•   3.1 实验材料与仪器
•     3.1.1 主要材料
•     3.1.2 主要仪器
•     3.1.3 培养基的配制
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 菌株生长曲线的测定
•     3.2.2 菌株的生长情况及对正己烷降解情况分析
•     3.2.3 菌株产表面活性剂情况分析
•     3.2.4 分析方法
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 菌株的生长
•     3.3.2 正己烷的降解
•     3.3.3 生物表面活性剂的生产及与正己烷降解的相关性
•   3.4 本章小结
• 第4章 Bacillus licheniformis NEE1降解正己烷的影响因素和底物利用广谱性研究
•   4.1 实验材料与仪器
•     4.1.1 主要材料
•     4.1.2 主要仪器
•     4.1.3 培养基配制
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 不同条件对菌株降解正己烷的影响
•     4.2.2 菌株的底物利用广谱性试验
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 不同条件对菌株生长和菌株降解正己烷的影响
•     4.3.2 菌株对其他底物的利用情况
•   4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
•   5.3 创新点
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 倪瑶琪

导师: 何闪英,杨春平

关键词: 生物过滤,正己烷,疏水性,表面活性剂,影响因素

来源: 浙江工商大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 浙江工商大学

分类号: X172;X701

总页数: 72

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